Molekularforschung

NATUR+PHARMAZIE 4/2020

Welche Erinnerungen in der DNA sichtbar bleiben

Epigenetische Signaturen werden durch synaptische Signale beeinflusst und können in der DNA Spuren hinterlassen.
Man geht davon aus, dass eine schnelle und reversible DNA-Methylierung essentiell ist für die Stabilität des Langzeitgedächtnisses. Jedoch ist noch recht wenig darüber bekannt, wie synaptische Signale die DNA-Methylierung steuern können, um dauerhafte Veränderungen in der plastizitätsbezogenen Genexpression auszulösen.
Eine aktuelle Studie zeigt einen Mechanismus auf, wie die Aktivität von Synapsen die Stabilität und Menge an DNA-methylierendem Enzym kontrolliert. Dabei ist der genetische Code unserer DNA durch biochemische Prozesse veränderbar. Die DNA-Methylierung ist eine entscheidende epigenetische Markierung für die aktivitätsabhängige Genexpression in Neuronen. DNMT3A1 ist das primäre Enzym im erwachsenen Gehirn, das die DNA neu methyliert und streng kontrolliert wird durch die Aktivierung von von N-Methyl-D-Aspartat-Rezeptoren (NMDAR).
Die Inhibition der Neddylierung unterbricht den Abbau von DNMT3A1. Dies führt zu einer reduzierten DNA-Neu-Methylierung an einer Gruppe von Zielgenen sowie zur synaptischen Plastizität und Gedächtnisbildung. Eines der Target- Gene ist der Plastizitätsfaktor BDNF, der speziell für solche räumlichen Lern- und Gedächtnisprozesse eine zentrale Rolle spielt. Die Ergebnisse der Studie sind sehr interessant, da Störungen in der DNA-Methylierung auch eine Begleiterscheinung neuropsychiatrischer Erkrankungen wie Schizophrenie oder Depression sind und hier auch BDNF stark reduziert ist.
Quelle: Bayraktar G et al.: Synaptic control of DNA methylation involves activitydependent degradation of DNMT3A1 in the nucleus. Neuropsychopharmacology 2020; doi:10.1038/s41386-020-0780-2

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